(一)python对象的基本实现

众所周之，python是个极其简洁高效的脚本语言，其设计思维之简洁，编写之简单，已成公认。想着深入了解内部机制，探索一下源代码，并记录一些东西。诚然，人总是健忘的，因而只有不断地写日记和笔记记录自己的想法，我们的有益的想法和生活的点滴才能被永久地保存下来，否者只能在别人思想的轨道上空转，始终成为不了自己的东西。

当然对于现存的事物，我们最好或者一定要采取critica thingking的态度。准备考试，最大的痛苦就是要照抄全搬，头脑越学越死。当时归根到底我们学习不是为了考试，不是为了分数，更重要的是提高自己的capability。

python源码的注释很清楚，或者说很人性化，而且事实上也不会出现艰难晦涩的算法，最主要的还是设计的思想和框架。当然宏神马的很讨厌，窜来窜去的...

学习python的第一步就是要了解其工作机制，下面开始记录：

所谓对象，实际上是把一块数据集及针对数据的操作当做为一个整体，非常符合人的思维，比如开关灯，灯、开关就是数据，打开开关就是操作。

首先，python都有个根对象即PyObject, 采用引用计数的方式，当ob_refcnt=0时，从堆中删除对象，释放出内存供别的对象使用。对于可变大小的Object称为PyVarObject, 这样的对象通常都是Container, 在PyObject_VAR_HEAD中有个ob_size这个变量，表明有多少个对象在容器中。具体定义如下

1 [object.h]2 #ifdef Py_TRACE_REFS3 /*Define pointers to support a doubly-linked list of all live heap objects.*/

4 #define _PyObject_HEAD_EXTRA \

5 struct _object *_ob_next; \6 struct _object *_ob_prev;7

8 #define _PyObject_EXTRA_INIT 0, 0,

9

10 #else

11 #define _PyObject_HEAD_EXTRA

12 #define _PyObject_EXTRA_INIT

13 #endif

14

15 /*PyObject_HEAD defines the initial segment of every PyObject.*/

16 #define PyObject_HEAD \

17 _PyObject_HEAD_EXTRA \18 Py_ssize_t ob_refcnt; \ //引用计数

19 struct _typeobject *ob_type;20

21 #define PyObject_HEAD_INIT(type) \

22 _PyObject_EXTRA_INIT \23 1, type,24

25 #define PyVarObject_HEAD_INIT(type, size) \

26 PyObject_HEAD_INIT(type) size,27 ....28

29 typedef struct_object {30 PyObject_HEAD31 } PyObject;32

33 typedef struct{34 PyObject_VAR_HEAD35 } PyVarObject;

python 中还有一个比较关键的就是类型对象的定义，像C里面有内置的int , double 一样，python 里也需要内置的对象

接着我们会看到_typeobject 的定义

1 [object.h]2 typedef struct_typeobject{3 PyObject_VAR_HEAD //注意这里也有对象头

4 char *tp_name; //for printing

5 inttp_basicsize, tp_itmesize;6

7

8 //methods

9 destructor tp_dealloc;10 printfunc tp_print;11 .....12

13

14 //more

15 hashfunc tp_hash;16 ternaryfunc tp_call;17 ....18

19 } PyTypeObject;

与类型相关联的操作信息一般采取函数指针的形式 ，例如  typedef long (*hashfunc)(PyObject *);这些操作分为  标准操作(dealloc, print , compare)，标准操作族(numbers, sequences, mappings) 以及其他操作(hash, buff, call)

另外，值得我们注意的是_typeobject也是个对象，其类型为PyType_Type

1 [typeobject.c]2

3 PyTypeObject PyType_Type ={4 PyObject_HEAD_INIT(&PyType_Type)5 0,6 "type",7 sizeof(PyHeadTypeObject),8 sizeof(PyMemberDef),9 ....10 PyObject_GC_Del,11 (inquiry) type_is_gc,12

13 };14 //以一个整数对象为例：15 PyTypeObject PyInt_Type ={16 PyObject_HEAD_INIT(&PyType_Type)17 0,18 "int",19 sizeof(PyIntObject),20 ...21 };

紧接着我们会留意到针对PyObject一系列的宏，首先是：

1 #define _Py_NewReference(op) ( \

2 _Py_INC_TPALLOCS(op) _Py_COUNT_ALLOCS_COMMA \3 _Py_INC_REFTOTAL _Py_REF_DEBUG_COMMA \4 Py_REFCNT(op) = 1)5

6 #define _Py_ForgetReference(op) _Py_INC_TPFREES(op)

7

8 #define _Py_Dealloc(op) ( \

9 _Py_INC_TPFREES(op) _Py_COUNT_ALLOCS_COMMA \10 (*Py_TYPE(op)->tp_dealloc)((PyObject *)(op)))11 #endif /* !Py_TRACE_REFS */

12

13 #define Py_INCREF(op) ( \

14 _Py_INC_REFTOTAL _Py_REF_DEBUG_COMMA \15 ((PyObject*)(op))->ob_refcnt++)16

17 #define Py_DECREF(op) \

18 do{ \19 if(_Py_DEC_REFTOTAL _Py_REF_DEBUG_COMMA \20 --((PyObject*)(op))->ob_refcnt != 0) \21 _Py_CHECK_REFCNT(op) \22 else\23 _Py_Dealloc((PyObject *)(op)); \24 } while (0)25

第一个是新建对象引用,即初始化ob_refcnt=1，很有意思哈，连comma——','都被宏定义了，然后是丢弃对象引用：

1 #define _Py_INC_TPFREES(OP) dec_count(Py_TYPE(OP))

然后是对对象引用的自增、自减操作。当ob_refcnt=0时，调用析构函数，即tp_dealloc。另外如果OP是个NIL，必须使用Py_XINCREF/Py_XDECREF。基本非常基础的内容，比较浅显，是python设计的开始，和MFC的原理有点类似，PyObject对应CObject。